15-11-2019 - Bron: charcot-marie-toothnews.com – Auteur: Marisa Wexler - Vertaling: Spierziekten Vlaanderen vzw
Het gebruik van de CRISPR/Cas9-technologie om de expressie van het gen PMP22 in de zenuwcellen te verminderen, kan het functioneren van zenuwen verbeteren en demyelinisatie (schade aan het beschermende omhulsel van de zenuwvezels) beperken in een muismodel van Charcot Marie Tooth 1A (CMT1A). Aldus een nieuwe “proof of concept” studie (nvdr. een korte studie die de haalbaarheid van een methode of theorie moet aantonen).
De studie met de titel “Beoogde PMP22 TATA-box bewerking door CRISPR/Cas9 reduceert demyeliniserende neuropathie van Charcot Marie Tooth type 1A in muizen” werd gepubliceerd in Nucleic Acids Research.
CMT1A is het meest voorkomende type van CMT1. Het wordt veroorzaakt door een duplicatie in het menselijk chromosoom 17. Een van de genen in chromosoom 19 is PMP22 (perifeer myeline-eiwit van 22 kDa), dat voor een proteïne met dezelfde naam codeert. Men denkt dat deze duplicatie resulteert in een te hoge expressie van PMP22, wat op zijn beurt de demyelinisatie of het verlies van myeline (de proteïne-“schede” rond de neuronen die hen helpt correct te functioneren) veroorzaakt in CMT1A.
Steunend op dit idee wouden de onderzoekers van deze studie een methode ontwikkelen om de PMP22-expressie te verlagen. Ze gebruikten daarvoor het CRISPR/Cas-9-systeem, dat onderzoekers toestaat om bepaalde specifieke delen van het DNA te veranderen.
Het specifieke deel dat de onderzoekers wilden viseren was de TATA-box van PMP22. De TATA-box is een soort van “start”-signaal voor de moleculen die het DNA “lezen” – een beetje zoals hoofdletters het begin van zinnen aanduiden. De basisidee is dat, door deze sequentie te verwijderen, het DNA-leessysteem het PMP22-gen niet meer zal kunnen lezen, wat uiteindelijk zal resulteren in een verminderde productie van de PMP22-proteïne door de cel.
De onderzoekers hebben deze strategie eerst getest gebruikmakend van cellen in schalen. Ze bevestigden dat het systeem zich richtte op de juiste regio en dat dit leidde tot een lagere hoeveelheid PMP22. Vervolgens pasten ze dit toe op een muis model van CMT1A - C22-muizen, die meerdere kopieën hebben van het menselijke PMP22.
De onderzoekers pasten hun systeem toe op een van de heupzenuwen (de zenuw die gaat van de heup naar de voet) van deze muizen en gebruikten dezelfde zenuw aan de andere kant van elke muis als controle.
De onderzoekers bevestigden dat de zenuwen die op die manier werden behandeld, een significant verminderde expressie van PMP22 hadden – gemiddeld 44,64% minder dan de controlezenuwen. Bovendien vonden ze dat deze zenuwen meer myeline hadden dan de onbehandelde zenuwen, wat wijst op het beoogde effect van de strategie.
Belangrijk, deze bevindingen waren gebaseerd op CRISPR/Cas9-behandeling zes dagen nadat de muizen geboren waren, waarbij de onderzoekers opmerkten dat het eerder een preventieve maatregel dan een behandeling zou kunnen zijn en het nut van deze strategie in een klinische setting zou beperken.
Dus testten ze het systeem op muizen van drie weken oud. Ze vonden dat deze muizen een gelijkaardige daling van PMP22-expressie hadden (gemiddeld 40,67%) en dat de myeline ook toegenomen was in de behandelde zenuwen van deze oudere muizen. Bovendien stelden de onderzoekers vast dat de behandelde zenuwen van deze muizen beter werkten dan de onbehandelde, wat werd bewezen door gestegen motorische zenuwgeleidingssnelheid en samengestelde spieractiepotentieel. M.a.w. de behandelde zenuwen waren beter in het signaleren van elektrische signalen.
Belangrijk, de onderzoekers onderzochten ook de genomen van behandelde cellen om te zien of er onbedoelde effecten waren (m.a.w. of delen van het DNA veranderd waren ook al was dat niet de bedoeling), wat een grote zorg is wanneer men “genbewerking”-technologieën gebruikt zoals CRISPR/Cas9. De onderzoekers hebben geen van deze effecten gevonden, wat erop wijst dat er geen waren of zo weinig dat er geen enkel gedetecteerd werd.
“Samenvattend: onze gegevens tonen het “proof-of-principle” voor de neerwaartse regulatie van PMP22 via CRISPR/Cas9 gericht op de TATA-box van de PMP22-promotorregio,” zeiden de onderzoekers. "Daarom is een door CRISPR/Cas9 gemedieerde aanpassing van de TATA-box van de PMP22-promotor veelbelovend voor de behandeling van CMT1A."